【文章內(nèi)容簡介】 有關(guān)信息。 ～～,這種方法可以運(yùn)用單步、斷點(diǎn)的調(diào)試方法，但是仿真不夠真實(shí)，比如，2051的內(nèi)部模擬比較器功能，P1口、P3口的增強(qiáng)下拉能力等等。 AT89C2051的主要性能如下：； （10000次）； ； ：0Hz24MHz； ； *8位內(nèi)部RAM； ； ； ； ； （，）； 。 AT89C2051的振蕩器和時(shí)鐘電路要給單片機(jī)提供指令時(shí)序就需要有相關(guān)的硬件電路，即振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89C2051單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反向放大器用于構(gòu)成振蕩器，但是要形成時(shí)鐘，外部還需要附加電路。反向放大器的輸入端為XTAL1（即AT89C2051的19引腳），輸出端為XTAL2（即AT89C2051的18引腳）。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體以及兩個(gè)電容，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，如圖51所示。圖51 內(nèi)部振蕩電路電路中對(duì)外接電容Cl、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。因?yàn)楸菊n題中使用石英晶體，所以電路中電容使用30pF177。10pF。本裝置設(shè)計(jì)的樓道住戶為12戶，符合國內(nèi)大多數(shù)住宅樓每個(gè)樓道12戶（62）的要求。因此，分別由12路繼電器擔(dān)當(dāng)各住戶分時(shí)供電的切換功能。繼電器線圈分別由US1～US12驅(qū)動(dòng)，繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)的一端接上每個(gè)住戶的用戶側(cè)相線L1～L12，另一側(cè)并接，作為路燈的相線LINE。設(shè)計(jì)的電原理圖如圖52所示。繼電器電路動(dòng)作設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是繼電器觸點(diǎn)合、斷的延時(shí)時(shí)間，必須考慮繼電器的動(dòng)作有一定時(shí)滯，否則，會(huì)出現(xiàn)上個(gè)繼電器尚未徹底斷開，下一個(gè)繼電器動(dòng)合的現(xiàn)象，使得系統(tǒng)分配精度出現(xiàn)較大誤差，甚至不能正常分配。L2L1D12J12D11J11D9J9D10J10D8J8D7J7D5J5D6J6D4J4D3J3D1J1D2J2US11L11US9L9US7L7US12L12US10L10US8L8US6L6US5L5US3L3US4L4US2US1Vss圖52執(zhí)行分配的繼電器電路圖繼電器中的線圈為感性負(fù)載，在電路分?jǐn)鄷r(shí)，電感存儲(chǔ)的能量會(huì)使電路分?jǐn)嗬щy，所產(chǎn)生的電火花的劇烈變化向空間輻射電磁波，從而可能改變單片機(jī)的I/O口電平，造成單片機(jī)輸出的不正常變化。為此，本設(shè)計(jì)在繼電器的常開觸頭并聯(lián)了阻容吸收電路，以減少觸頭間電火花能量，減少誤動(dòng)作的概率。系統(tǒng)電源電路原理圖參見圖53。主系統(tǒng)采用+5V電源。為了降低成本，采用“變壓器降壓整流濾波穩(wěn)壓”的線性電源。這里選用了78M05 3端穩(wěn)壓器。變壓器盡管與繼電器工作電源所需的變壓器為同一變壓器，但繞組副邊獨(dú)立，減小相互影響。繼電器工作電壓為+12V，考慮到繼電器對(duì)電壓要求不是很高的特點(diǎn)，這里采用“變壓器降壓整流”的方式，沒有穩(wěn)壓，同時(shí)也沒有大容量電容濾波。這是在實(shí)際開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)如果有大容量電容濾波，會(huì)出現(xiàn)繼電器動(dòng)作失常的現(xiàn)象。原因是：大容量電容儲(chǔ)存的電能使得繼電器關(guān)斷時(shí)間延長。雖然已經(jīng)考慮到繼電器動(dòng)作存在延時(shí)的問題，但還導(dǎo)致上個(gè)繼電器沒有關(guān)斷，下一個(gè)繼電器動(dòng)合的現(xiàn)象。上述電源中所用的電源變壓器功率為10W。必須選用空載功耗小的變壓器；否則，功耗大大增加，而且變壓器自身發(fā)熱嚴(yán)重，根本無法適合長期運(yùn)行。~220VB2B1C21000uFT1VinVoutGNDV178M05~9V~12V+12VVss123C41000uFC31000uFC1+5VGND圖53 系統(tǒng)電源電路圖該電路的特點(diǎn)如下：，單電源、雙電源均可工作，單電源：2~36V，雙電源：177。1~177。18V；，Icc=；，VIO= 177。2mV；，Vic=0~ ；，DTL，MOS，CMOS 等兼容；“或”門； 腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8 腳塑料封裝（SOP8）。LM393是高增益，寬頻帶器件，像大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時(shí)，輸出電壓過渡的間隙。電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問題，標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入和輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號(hào)，而且增加很小的正反饋量(~10mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換，使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩。除非利用滯后，否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入和輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號(hào)是脈沖波形，并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快，則滯回將不需要。比較器的所有沒有用的引腳必須接地。 LM393偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V無關(guān)。 通常電源不需要加旁路電容。差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件。LM393的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供或OR ing功能。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 (當(dāng)負(fù)載電阻沒被運(yùn)用)，輸出部分的線電流被可能得到的驅(qū)動(dòng)和器件的β值所限制。當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時(shí)，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的γSAT限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，輸出晶體管的低失調(diào)電壓()允許輸出箝位在零電平。圖54 LM393電路圖表51 LM393引腳功能排列表引出端序號(hào)功能符號(hào)引出端序號(hào)功能符號(hào)1輸出端1 OUT15正向輸入端21N+(2)2反向輸入端1 1N(1)6反向輸入端21N(2) 3正向輸入端11N+(1)7 輸出端2OUT24地GND8電源VCC 表52 LM393主要參數(shù)表參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值單位電源電壓VCC177。18 或36V差模輸入電壓VID177。36V共模輸入電壓VI～VCCV功耗Pd570mW工作環(huán)境溫度Topr0 to +70℃貯存溫度Tstg65 to 150℃表53電特性（除非特別說明，VCC=， Tamb=25℃）參數(shù)名稱符號(hào)測試條件最小典型最大單位輸入失調(diào)電壓VIOVCM=0 to VO(P)=, Rs=0177。177。mV輸入失調(diào)電流IIO177。5177。50nA輸入偏置電流Ib65250nA共模輸入電壓VIC0V靜態(tài)電流ICCQRL=∞mARL=∞,Vcc=30VmA電壓增益AVVCC=15V, RL＞15kΩ200V/mV灌電流lsinkVi()＞1V, Vi(+)=0V, Vo(p)＜616mA輸出漏電流IOLEVi()=0V, Vi(+)=1V, VO=5VnA 看門狗電路該系統(tǒng)用在長期連續(xù)工作且無人監(jiān)控的狀態(tài)下，因此必須十分重視系統(tǒng)的可靠性問題。在本裝置的設(shè)計(jì)中，主要考慮了這些方面：；。為了解決這些問題，設(shè)計(jì)中是通過系統(tǒng)的監(jiān)視定時(shí)器（即看門狗電路“WDT”）以及元器件的合理選用等方面來實(shí)現(xiàn)的?？撮T狗電路選用了MAX813L，也可選用IMP813L。這2種電源監(jiān)視器件的功耗都很低，主要功能有3個(gè)：；；。其特性如下：、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200ms。，；，用于電源故障報(bào)警、電池低電壓檢測或+5V以外的電源監(jiān)控內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖?；；。MAX813L芯片及其工作原理生活中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而最終造成微機(jī)系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象為“死機(jī)”。究其原因是CPU在執(zhí)行某條指令時(shí)，受干擾的沖擊，使它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，致使該條指令出錯(cuò)。這時(shí)，CPU執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，甚至將操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，導(dǎo)致程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。為使這種“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”的程序自動(dòng)恢復(fù)，重新正常工作，一種有效的辦法是采用硬件“看門狗”技術(shù)。用看門狗監(jiān)視程序的運(yùn)行。若程序發(fā)生“死機(jī)”，則看門狗產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，引導(dǎo)單片機(jī)程序重新進(jìn)入正常運(yùn)行。加電、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200 ms。MAX813L芯片引腳排列見圖55。VCCGNDPFIWDIMAX813LPFOWDOMR8RST7654321圖5–5 MAX813L芯片各引腳功能及工作原理如下：（/MR）：當(dāng)該端輸入低電平保持140 ms以上。/MR與TTL/CMOS兼容。（VCC）：接+5V電源。（GND）：接0 V參考電平。（PFI）：當(dāng)該端輸入電壓低于1．25 V時(shí)，5號(hào)引腳輸出端的信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖健＃?PFO）：電源正常時(shí)，保持高電平，電源電壓變低或掉電時(shí)，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖健＃╓DI）：程序正常運(yùn)行時(shí)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器。，該輸入端收不到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出，8號(hào)引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?。（RST）：上電時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生200 ms的復(fù)位脈沖；手動(dòng)復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出。（/WDO）：正常工作時(shí)輸出保持高電平，看門狗輸出時(shí)，該端輸出信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖健?圖5–6給出了MAX813L在本系統(tǒng)中的電路圖。此電路可以實(shí)現(xiàn)上電、瞬時(shí)掉電以及程序運(yùn)行出現(xiàn)“死機(jī)”時(shí)的自動(dòng)復(fù)位和隨時(shí)的手動(dòng)復(fù)位；并且可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視電源故障，以便及時(shí)地保存數(shù)據(jù)。C127pFC227pF4148R210KR110KS0/MR12X11MHz+5V46783215121X1P35P15P12P11P14P30P31P32P17P13P10P37RSTP33X2P34P16191715127591134816181314USER3USER6USER7USER11USER8USER9USER1USER1USER5USER4USER1INT0+5VU3RST/MR/WDOWDI/PFOPFIVssVccMAX813AT89205USER2圖5–6 MAX813L在AT89C2051單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路圖本電路巧妙地利用了MAX813L的手動(dòng)復(fù)位輸入端。只要程序一旦跑飛而引起程序“死機(jī)”，/WDO端電平由高到低，當(dāng) /WDO變低超過140 ms，將引起MAX813L產(chǎn)生一個(gè)200 ms的復(fù)位脈沖。同時(shí)使看門狗定時(shí)器清0和使 /WDO引腳變成高電平。也可以隨時(shí)使用手動(dòng)復(fù)位按鈕使MAX813L產(chǎn)生復(fù)位脈沖，由于為產(chǎn)生復(fù)位脈沖/MR端要求低電平至少保持140ms以上，故可以有效地消除開關(guān)抖動(dòng)。該電路可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視電源故障（掉電、電壓降低等）。由于該裝置長期運(yùn)行狀況，因此必須考慮裝置本身的安全性問題和裝置安全性引發(fā)的其它諸如人身安全性、住宅樓安全性等問題。這里的關(guān)鍵是要保證裝置本身的安全性。以下從幾個(gè)方面進(jìn)行簡要闡述：裝置的功耗和散熱問題是連在一起的，只有降低功耗，才能減少裝置的發(fā)熱，也才能從根本上解決散熱問題。關(guān)于功耗問題，前面已經(jīng)作了